1.飞秒激光的概念和物理特性

飞秒激光是从其英文名femtosencond laser翻译而来，是激光大家族中的一种。飞秒是时间概念，1飞秒（femtosecond，fs）等于10-15秒，即千万亿分之一秒。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的近红线激光，其波长为1053nm。飞秒激光的主要特点有：①每一激光脉冲持续的时间只有几飞秒；②具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍；③可将其能量聚焦到比头发丝直径还要小的空间；④是一种冷激光，几乎不产生热效应，对作用部位以外的组织不产生影响。

2.飞秒激光组织切割的工作原理

飞秒激光以极低的能量在极小的空间瞬时产生极高的能量密度，使组织电离并形成等离子体，等离子体产生的电磁场强度比原子核对其周围电子的作用力还强数倍，使组织光裂解爆破，产生含二氧化碳和水的微小气泡，成千上万的激光脉冲，产生成千上万的微小气泡，每一微小气泡相连最终可达到组织切割的效应（图1、2）。飞秒激光在计算机的控制下可对生物组织进行精确切割，在医学领域中，飞秒激光可作为超精密外科手术刀，目前已成功地应用于眼科角膜屈光矫正和其他手术中。

图1 飞秒激光组织切割原理及效果模型图

图2 飞秒激光组织切割原理及效果模型图

3.飞秒激光仪机型

近几年飞秒激光技术的应用发展很快，不同生产厂家不同类型的飞秒激光仪像雨后春笋般不断涌现。最早成熟应用于眼科准分子激光手术中辅助角膜瓣制作的飞秒激光仪是美国AMO公司生产的Intralase飞秒激光仪。该机于2002年在美国获得FDA的正式批准，随后我国于2005年8月得到SFDA批准引入并开始应用于临床。数年后相继有多家不同机型的飞秒激光仪获得美国FDA、欧洲CE或我国的SFDA认证，包括德国蔡司公司的VisuMax、Femto LDV和Femtec等。这些机器的工作原理、使用方法和要求、激光参数、性能、功能用途、价格以及优缺点等均各有差异。充分掌握和熟悉不同机器的这些差异是合理选择和正确使用的前提。

角膜基质环植入手术是一种可逆的非激光性屈光矫正方法，它无须消融角膜组织，不会造成组织丢失。10多年前曾经一时受到青睐，用于矫正低、中度近视。后来因手术预测性欠佳终被更理想的准分子激光角膜屈光手术所取代。此手术矫正近视的基本原理就是，先在角膜光学区之外的中周部制作一环形隧道，然后将高分子材料制作而成，具有一定形态和大小的角膜基质小环（如Intacs）植入环形隧道内，从而改变角膜中央部的曲率，达到矫正近视的目的。现在此手术不再用于近视矫正，而主要用于治疗中晚期的圆锥角膜。以前角膜隧道的制作通过机械刀来完成，不但耗时长，而且很难控制隧道制作的质量。在原本厚度不均的圆锥角膜上使用机械刀制作角膜隧道可能会发生角膜穿孔的并发症。飞秒激光技术引入该手术，用于辅助制作角膜基质环的隧道，使得该手术总时间明显缩短，安全性也大大提高。

飞秒激光辅助制作角膜隧道的优点：①飞秒激光制作角膜基质隧道较机械性隧道刀对深度和位置的控制更精确；②对角膜厚度不均匀或偏薄、表面不规则以及有瘢痕的角膜，如圆锥角膜、RK或LASIK手术后、穿透性角膜移植（PK）手术后的患者均合适，很少发生角膜切穿的并发症；③总的手术时间短，患者很少有不适感，容易接受。

飞秒激光辅助的角膜基质环植入手术的目的：帮助矫正明显变形的角膜形态，降低散光，改善RGP硬性透气性角膜接触镜配戴，维持现有最佳矫正视力，以推迟角膜移植手术的需要。适应证：①中至晚期圆锥角膜；②RK、LASIK或PK手术后有明显的不规则散光（图1）；③RGP能提高视力，但存在配戴困难；④不愿接受角膜移植或材料困难。手术主要步骤：①飞秒激光按设计程序制作角膜隧道；②将设计的角膜基质环（ICRS或Intacs）植入角膜隧道内；③缝合植入处切口。Intacs角膜基质环通常由PMMA材料制作而成，为横切面六边形、弧长150°的细小透明半环（图2）。

角膜基质环植入的位置和方向要根据地形图显示的散光轴的方向来确定，而植入的大小则要参考圆锥角膜的锥的位置和角膜隆起是否对称等因素综合考虑。

飞秒激光辅助的角膜基质环植入手术联合角膜胶原交联手术，可以为圆锥角膜或继发性圆锥角膜的治疗获得更好的效果。

图1 Intacs角膜基质环矫正PK术后严重散光

图2 Intacs角膜基质环